علماء صينيون يطورون مركبا ذكيا من الإسمنت يحول الحرارة إلى الكهرباء
تاريخ النشر: 18th, April 2025 GMT
الصين – طوّر فريق الأستاذ الصيني “تشو يان” مركّبا من الإسمنت والهيدروجيل يحاكي هيكل سيقان النباتات. ولا تتميّز هذه المادة بالقوة، مثل الخرسانة العادية، فحسب، بل يمكنها أيضا توليد الطاقة.
ووصل معامل “زيبك” (مقياس قدرة المادة على تحويل الحرارة إلى كهرباء) فيها إلى -40.5 ملليفولت/كلفن، وهو ما يفوق المواد الإسمنتية الأخرى بعشر مرات.
وناقش العلماء والمهندسون في مؤتمر “SynBioBeta 2025” كيف يمكن للمواد الجديدة أن تُسهم في تقليل الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الخرسانة، بصفتها إحدى أكثر الصناعات تلويثا للبيئة. وقد طرحوا خلال المؤتمر نوعا مبتكرا من الإسمنت قادرا على تحويل الحرارة إلى طاقة كهربائية، مما يُمهد الطريق لإنشاء مباني قادرة على تزويد نفسها بالطاقة. ويمكن لهذه المادة أن تُحدث ثورة في مجال البناء، وتُسهم في جعل المدن أكثر نظافة.
أوضح الباحثون أن “الاختلاف في معدل انتشار الأيونات الموجبة والسالبة في المحلول المسامي للإسمنت يمنحه خصائصَ كهروحرارية. ويقيس معامل ‘زيبك’ عدد الفولتات الناتجة عند تسخين المادة بدرجة واحدة. وإذا كان أحد جانبي الجدار أكثرَ دفئا من الآخر، فإن هذا الإسمنت يولّد تيارا كهربائيا مثل بطارية صغيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه المادة بأنها لا تنتج الكهرباء فحسب، بل وتخزن الحرار أيضا دون إهدار لها.”
يوصل الإسمنت العادي التيار قليلا بفضل الأيونات (جسيمات مشحونة)، لكنها تتحرك ببطء بسبب بنيته الكثيفة. وأضاف العلماء إليه طبقات من الهيدروجيل، وهي مادة ناعمة تشبه الجيلاتين تُصنع من بولي فينيل الكحول (PVA)، حيث تعمل هذه الطبقات كطرق سريعة لأيونات الهيدروكسيد (OH⁻) الحاملة للشحنة. بينما تعلق أيونات الكالسيوم (Ca²⁺) على حدود الإسمنت والهيدروجيل، مما يخلق فرقا في الحركة يعزز التيار الكهربائي، كما لو كان أحد الفريقين في قارب يجدف أسرع من الآخر.
ولا ينتج هذا المركب الطاقة فحسب، بل ويخزنها مثل بطارية مدمجة مباشرة في الجدار.
وتسمح هذه المادة -حسب العلماء- بتطوير رصيف يُضيء المصابيح، أو جسر يزود أجهزة استشعار تراقب التشققات بالطاقة، دون الحاجة إلى أسلاك أو بطاريات كهربائية. وتستفيد المادة من فرق درجات الحرارة بين الجدار المشمس والقبو البارد مثلا لتوليد تيار كهربائي.
المصدر: Naukatv.ru
المصدر: صحيفة المرصد الليبية
كلمات دلالية: هذه المادة
إقرأ أيضاً:
اكتشاف جزيئات حيوية يثير جدلا بشأن وجود حياة خارج الأرض
اكتشف علماء فلك جزيئات مادة كيميائية تدور في الغلاف الجوي لكوكب يسمى K2-18b، وهي تنتج عادة على الأرض من قبل الكائنات الحية، مما يشير إلى احتمال وجود حياة خارج كوكبنا الأزرق.
وأشارت أبحاث علماء الفلك إلى جزيئات مادتي "ثنائي ميثيل السلفيد" (DMS) و"ثنائي ميثيل ثاني السلفيد" (DMDS)، وهما جزيئان يرتبطان عادة بالكائنات الحية المجهرية على الأرض.
وذكر تقرير لشبكة "سي إن إن"، أن هذا الكوكب يقع على بعد 124 سنة ضوئية من الأرض، وأشارت دراسات سابقة إلى احتمالية كونه مغطى كليا بالمياه السائلة، ويملك غلافا جويا غنيا بالهيدروجين.
واستخدم الباحثون تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وهو أكبر تلسكوب حاليا في العالم، لدراسة هذا الكوكب وتحليل مكوناته، ونشرت هذه النتائج في أبريل الماضي.
لكن العلماء واجهوا صعوبات خلال أبحاثهم، إذ تسبب التشويش الناتج عن بعض العيوب في التلسكوب في تعقيد عملية تحليل الغلاف الجوي للكواكب البعيدة.
وفي وقت لاحق، أعاد فريق آخر من الباحثين مراجعة النماذج والبيانات المستخدمة في هذا الاكتشاف، وتوصل إلى نتائج مختلفة تماما.
وأوضح التقرير نفسه، أن الباحثين لاحظوا ارتفاعا مفاجئا في درجة الحرارة في الكوكب، إذ انتقلت من 23.15 درجة مئوية إلى 148.85 درجة مئوية، وهو ما يضعف بشكل كبير احتمالية وجود حياة على هذا الكوكب.
ومع استمرار الدراسة والأبحاث، تعمق الباحثون في التحليل ولاحظوا اختفاء DMS وDMDS، كما أن هذه الجزيئات يمكن أن تتكون من دون وجود نشاط بيولوجي.
ومع ذلك، أعرب العلماء عن تفاؤلهم بالنتائج التي تم التوصل إليها، معتبرين أنها تُشكل أساسا مهما لمواصلة البحث عن دلائل على وجود حياة بيولوجية في هذا الكوكب.
القيادة تهنئ ملك المملكة الأردنية الهاشمية بذكرى يوم الجلوس